1.1 光伏发电的发展

18世纪中叶的工业革命本质上是一次能源革命，此后的两百多年中，对化石燃料的大规模利用带动了人类社会历史上不曾有过的高速发展，同时也造成了环境的严重污染。然而石油和天然气资源是有限的，据测算将在四十年内耗尽，煤炭资源也将在百余年内耗尽。恶劣的环境问题也促使人类不断寻找新的能源，当前能源危机和环境保护成为人类社会发展过程中最紧迫的问题之一。寻找、研究新能源是解决人类发展困境的重要手段，而太阳能因其取之不尽、用之不竭，以及不受地域限制等特点，成为诸多新能源技术中的重要一种。

太阳能发电是新兴的可再生能源技术，目前已经实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光热发电通过聚光集热系统加热介质，再利用传统蒸汽发电设备发电，近年来开始建立产业化示范项目。太阳能光伏发电是利用光伏电池的光生伏特效应而进行发电的，光伏电池具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点，是太阳能光伏发电应用最主要的形式之一。光伏发电也称为太阳能光伏发电，是光伏电池将太阳的辐射能直接转换为电能的过程，它正迅猛地发展并成为化石燃料发电的重要替代品。但相比于化石燃料的传统发电技术，光伏发电还是后起之秀，直到20世纪50年代，第一个实用的光伏器件才被展示出来。20世纪60年代，航空航天业的应用大大地推动了光伏发电产业的研究和发展，目前太阳能光伏发电在全球已经实现较大规模的应用，太阳能光伏发电成为一个令人瞩目的研究领域。

光伏太阳能等新能源的开发和利用是保持经济可持续发展的重要环节，近些年来，由于常规能源成本的上升和环境污染的日益严重，以及相关技术进步和产业规模的不断扩大，光伏组件制造工艺的提高，光伏组件价格的下降80%，转换效率达到19.5%，太阳能光伏发电的成本也在不断下降，为太阳能光伏技术的进一步发展和广泛应用提供了必要条件。

1.1.1 国外光伏发电的发展现状

自1839年发现光生伏特效应和1954年第一块实用的光伏电池问世以来，太阳能光伏发电取得了长足的进步，但是它的发展仍然比信息技术慢得多。1973年的石油危机和20世纪90年代以来的环境污染问题，激发了人们对光伏发电技术的研究热情，促进了太阳能光伏发电的进一步发展。随着人们对能源和环境问题认识的不断提高，光伏发电越来越受到各国政府的重视，政府的支持力度不断加大，鼓励和支持光伏产业发展的政策也不断出台。以1997年美国的“百万太阳能光伏屋顶计划”为标志，日本以及欧洲的德国、丹麦、意大利、英国、西班牙等国也纷纷制定了本国的可再生能源法案，刺激了光伏产业的高速发展。

美国市场需求持续旺盛。美国过去几年光伏装机量的大爆发得益于政府、公共事业的需求拉动。据测算，从2018年至2020年美国约52GW的新装机需求，美国市场在中长期看仍有很大的潜在发展空间。

日本市场趋于稳定。福岛核灾难后大多数核电站的关闭导致电力需求量高涨，而日本政府出台的政策及规划对光伏产业支持力度极大，同时国民环保意识提高，推动了日本光伏市场高速发展。截至2016年末，日本以42.8GW的规模成为全球第二大太阳能市场，仅次于中国大陆。

传统欧洲市场增长乏力。由于传统欧洲市场出于补贴资金等方面的考虑，欧洲各国的上网电价补贴下调较为严厉，传统欧洲市场逐渐萎缩，欧洲市场的主导地位不复存在。传统欧洲市场的新增装机量由2012年的16GW下降至2016年的6.9GW左右，其在全球市场的占比也从55%下降至9.2%左右。

新兴市场小而多，印度市场快速崛起。目前新兴市场中，装机规模超过1GW的国家和地区有24个，超过10MW规模的国家和地区有112个，已经制定光伏政策目标的国家有176个。光伏系统装机成本快速下降，越来越多的国家和地区有条件开发光伏发电，新兴市场将是接下来全球光伏新增装机的主要动力之一。为了改善电力短缺，治理国内严重的空气污染，印度的太阳能市场的需求潜力非常巨大。印度的光伏累积装机量在2016年底已超过9GW。

综上分析可见，越来越多的新兴市场开始投资光伏，行业正在逐渐摆脱补贴，依靠市场驱动力增长。预计到2020年，中国、美国、印度以及全球新增装机将达到75GW、22GW、 25GW、151GW；中国国内复合增长率达到21.43%，全球复合增长率达到18.42%。

1.1.2 我国光伏发电的发展

我国作为世界经济最有活力的市场，光伏产业发展迅猛。大量规模化的光伏企业应运而生，在世界光伏产量中占有很大的比重。以下为中国太阳能的发展历史：

1958年，我国研制出了首块硅单晶。1968～1969年底，中国科学院半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅光伏电池板的任务，为光伏电池的研究奠定了良好的基础。1969年，天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产光伏电池阵列。1975年，宁波、开封先后成立光伏电池厂，光伏电池的应用开始从空间降落到地面。这些早期的研究和生产，主要是为空间和军事领域的应用，而没有规模化应用。

2013～2016年，中国连续4年光伏发电新增装机容量世界排名第一。2016年，新增装机容量34.54GW，同比增长126.31%，占全球新增装机总量的45.65%，累计装机容量达到77.42GW。2017年前三季度，全国光伏发电新增装机达到42GW，同比增加近60%，超过2016年全年34.54GW的装机量，其中，分布式光伏的装机量约15GW，占新增装机量的37.50%，同比增长幅度在300%以上。